P17523 [ECUSTPC 2026 Fall] 永世沙漏
题目背景
> *任季节一再轮转,我却始终没能习惯。*
题目描述
在欧氏平面上给定一个顶点按照逆时针顺序给出的多边形 $P = P_0P_1 \cdots P_{n-1}$。
记一个角度 $\alpha$ ($0 \le \alpha < \pi$) 为一个**稳定方向**,当且仅当存在 $c \in \mathbb{R}$,使得对于多边形 $P$ (含边界)内的任意一点 $X$ 到直线
$$
\cos \alpha\,x + \sin \alpha\,y + c = 0
$$
的垂线段完全包含在 $P$ (含边界)内,这里 $\alpha$ 是直线的一个法向方向。
请求出满足条件的**稳定方向**的数量,可以证明这个数量是有限的。
输入格式
第一行输入一个整数 $T$ ($1 \le T \le 100$),表示测试数据的数量。
每组测试数据第一行输入一个整数 $n$ ($3 \le n \le 10^5$),表示多边形的顶点数量。
随后 $n$ 行,每行输入两个整数 $x_i, y_i$ ($-10^9 \le x_i, y_i \le 10^9$),表示多边形的第 $i$ 个顶点的坐标,按逆时针顺序给出。
保证单组测试数据中所有顶点两两不同,相邻两条边仅在公共端点处相交,不相邻的两条边没有公共点。
保证所有测试数据的 $\sum n \le 10^5$。
输出格式
对于每组测试数据,输出一行一个整数,表示满足条件的**稳定方向**的数量。
说明/提示
### 样例 1 解释
:::align{center}

第 1 组测试数据的示意图

第 2 组测试数据的示意图

第 3 组测试数据的示意图
:::
第 1 组测试数据的直线和**稳定方向**对应
$$
\begin{aligned}
L_1:\quad &x-1=0,
&\alpha_1&=0,\\
L_2:\quad &\frac{\sqrt{2}}{2}x+\frac{\sqrt{2}}{2}y-\frac{3\sqrt{2}}{4}=0,
&\alpha_2&=\frac{\pi}{4},\\
L_3:\quad &-\frac{1}{\sqrt{5}}x+\frac{2}{\sqrt{5}}y=0,
&\alpha_3&=\pi-\arctan 2.
\end{aligned}
$$
第 2 组测试数据的直线和**稳定方向**对应
$$
\begin{aligned}
L_1:\quad &x-1=0,
&\alpha_1&=0,\\
L_2:\quad &y-1=0,
&\alpha_2&=\frac{\pi}{2},\\
L_3:\quad &\frac{\sqrt{2}}{2}x+\frac{\sqrt{2}}{2}y-\sqrt{2}=0,
&\alpha_3&=\frac{\pi}{4},\\
L_4:\quad &-\frac{\sqrt{2}}{2}x+\frac{\sqrt{2}}{2}y=0,
&\alpha_4&=\frac{3\pi}{4}.
\end{aligned}
$$
第 3 组测试数据的直线和**稳定方向**对应
$$
L:\quad x-\frac{1}{2}=0,
\qquad
\alpha_1=0.
$$
注意对应的直线不是唯一确定的。